扰流空心翅片式微流道液冷板流动换热特性研究

液冷板冷却技术是解决高功率芯片热管理问题最有前途的技术之一,带翅片结构的液冷板具有低流阻、低热阻的优势,因而受到广泛关注。目前翅片结构多以实心为主,空心交错翅片对液冷板散热能力和压降等冷却特性的影响尚未得到系统的研究。对此,设计了空心交错翅片液冷板,采用数值模拟的方法研究进口温度和流量对液冷板流动换热特性的影响。模拟结果表明,空心翅片式液冷板具有良好的散热性能,随着进口温度的升高,液冷板温度不均匀性逐渐降低,但降低趋势有所减缓,而流量的增大对降低平均热阻有显著的作用,当进口流量超过1.2 L/min时,液冷板的平均热阻可低于0.04℃/W;然而,流量的增大也提高了流动阻力,当流量增大至1.7 L/min时,流体出口区域形成涡旋,产生回流区,不利于液冷板的散热效果,且流动阻力增大。

基于欧拉—伯努利刚度矩阵的减摇鳍轴升力检测分析

常规减摇鳍多采用鳍角反馈控制方式,实际减摇效果很难达到理论设计水平。主要是由于产生控制力矩的升力是估算值,与实际值有较大偏差。文中分析了偏差产生原因并以此为据,避开多种干扰因素和繁琐的理论推导;设计了内含轴芯的空心轴,运用欧拉—伯努利梁刚度矩阵进行理论分析;将难以测量的升力转化成易于检测的位移量,建立两者的量化关系,并探讨了三种主要影响因素;设计可拆卸的端盖和两种传感器安装方式,便于维修检测。以实际装船的某型减摇鳍设计参数为依据,通过计算和仿真对比验证了设计的有效性和准确性。

基于空气紊流的中空底孔微柱阵列设计及强化散热数值研究

为了深入了解微结构对散热器换热性能的影响,实现不同工况下的高效冷却,本文针对不同散热器结构设计,对其与空气对流换热性能进行了研究。采用计算流体力学数值模拟方法,通过改变散热器单元的数值模拟条件、如来流方向、来流速度、热流密度等,对不同微结构形状、排布的换热单元的换热效率及流动情况进行了研究。结果发现,中空微柱结构散热器效果优于微翅片结构或翅片-微柱混合结构。中空微柱的优势在于促进了微柱周围空气的局部紊流,从而提高了近壁面边界层内冷空气平均流速。在垂直来流情况下,该设计有利于充分利用空气动能,对微柱内外散热面进行冲刷,从而提高对流换热效率。分析发现,随着微结构高度的增加,换热的提升比例降低。随微结构密度变化,散热器的平均传热系数存在一个峰值。这表明在考虑材料利用率的情况下,微结构参数存在一个最优值。本文设计优化的空心微柱在高5 mm、间距6 mm的情况下,换热性能达到最优值,与传统微翅片相比可将平均温度降低10%~15%。

空心复杂铝型材散热片挤压模设计

分析了空心复杂铝型材散热片的结构特点及模具设计与加工,设计的这种结构的挤压模在实际生产中收到了较好的效果。